半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置，其包括由下渣管、輻射廢鍋、水冷壁和保護夾套等組成的輻射機構，以及由溢流堰、激冷噴頭、水夾套和下降管等組成的激冷機構；輻射廢鍋頂部連通下渣管，下部開設煤氣出口，底部為碎渣池；水冷壁設置于輻射廢鍋內，保護夾套為輻射廢鍋內壁與水冷壁之間形成的環形封閉套腔；激冷機構設置于輻射廢鍋內，激冷噴頭均勻布置在輻射廢鍋、水冷壁或溢流堰不同高度的周向位置上；溢流堰的底部與下降管連接成一體，且下降管的下半部伸入碎渣池的水面以下；水夾套包圍在溢流堰和下降管的上半部的外圍，其上設置有加水口。本實用新型解決了現有的輻射廢鍋工程造價高，加工難度大，工藝控制難度大，煤種適應性差以及堵渣嚴重等問題。
【專利說明】半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鍋爐裝置，具體涉及一種能夠對氣流床氣化后炙熱煤氣和高溫熔渣余熱進行回收的半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置。
【背景技術】
[0002]目前，國內外氣流床氣化技術比較多，在煤化工中應用較多的是德士古、多元料漿、多噴嘴、清華爐等技術。這些技術共同特點通過水煤漿和氧氣在氣化爐內發生氣化反應生成大約1400°C左右高溫煤氣和熔融態煤渣，高溫煤氣最后經過水直接冷卻進入下道工序。在這個煤氣化過程中，炙熱煤氣和高溫熔渣攜帶的熱量沒有充分回收。
[0003]雖然國內外也有個別氣化廠家在氣化爐后安裝了輻射廢鍋和對流廢鍋裝置，采取分段回收熱量辦法。但是，由于在流程和廢熱鍋爐設計上存在一定缺陷，特別是現有的輻射廢鍋采用的是雙通道水冷壁結構，造成工程造價高，加工難度大，工藝控制難度大，煤種適應性差，最嚴重是雙通道水冷壁結構的第二水冷壁通道堵塞嚴重，導致氣化反應無法進行下去，給生產帶來嚴重問題。

【發明內容】

[0004]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置，以解決現有的輻射廢鍋工程造價高，加工難度大，工藝控制難度大，煤種適應性差以及堵渣嚴重等問題。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案:一種半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置，其特征在于，該裝置包括:一用來與炙熱煤氣和熔渣進行輻射換熱的輻射機構，以及一用來對高溫煤氣和熔渣進行直接換熱和洗滌除塵的激冷機構；其中，所述輻射機構包括下渣管、輻射廢鍋、水冷壁和保護夾套，所述下渣管設置于所述輻射廢鍋的頂部，其上口與氣化爐連通，下口與所述輻射廢鍋連通；所述輻射廢鍋的下部開設有煤氣出口，所述輻射廢鍋的底部為裝有冷卻水的碎渣池；所述水冷壁設置于所述輻射廢鍋內，并由所述輻射廢鍋的頂部延伸至中下部；所述保護夾套為所述輻射廢鍋內壁與所述水冷壁之間形成的環形封閉套腔，所述保護夾套上設置有若干惰性氣體的加氣口 ；所述激冷機構設置于所述水冷壁末端與所述碎渣池上部之間的所述輻射廢鍋中，其包括溢流堰、若干激冷噴頭、水夾套和下降管；所述激冷噴頭均勻布置在所述輻射廢鍋、水冷壁或溢流堰不同高度的周向位置上；所述溢流堰的底部與所述下降管連接成一體，且所述下降管的下半部伸入所述碎渣池的水面以下；所述水夾套包圍在所述溢流堰和下降管的上半部的外圍，且所述水夾套的頂部外沿與所述輻射廢鍋的內壁固定并密封連接，底部內沿與所述下降管的上半部外壁固定并密封連接；所述水夾套上設置有一加水口。
[0006]在一個優選的實施例中，所述水冷壁采用單通道結構形式。
[0007]在一個優選的實施例中，所述溢流堰為一錐狀的殼體結構，所述水夾套為一漏斗狀的殼體結構。[0008]在一個優選的實施例中，所述溢流堰頂部為鋸齒狀。
[0009]在一個優選的實施例中，在插入水面以下的所述下降管上沿徑向在不同高度上開設有若干個小孔。
[0010]在一個優選的實施例中，所述小孔的形狀為圓形、橢圓形、三角形或多邊形。
[0011]本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點:1、本實用新型采用由下渣管、水冷壁、輻射廢鍋和保護夾套組成的輻射機構，且水冷壁采用單通道結構形式，從而可以規避雙通道水冷壁帶來的第二通道堵塞問題，煤種適應范圍更寬。同時由于采用單通道水冷壁，設備的加工難度以及工程造價大幅度降低，為工藝操作提供了便利條件。2、本實用新型在輻射廢鍋內壁與水冷壁之間設置有保護夾套，在工作時可以向保護夾套內不停加入一定量的惰性氣體，泄露的惰性氣體進入輻射廢鍋內部與煤氣混合，通過惰性氣體隔絕水冷壁和輻射廢鍋筒體之間傳熱，從而使輻射廢鍋筒體免受高溫輻射。3、本實用新型采用由錐形溢流堰、激冷噴頭、水夾套和下降管組成的激冷機構，水夾套以及錐形溢流堰可以保護激冷機構所用材料免受高溫輻射，材料等級降低，進一步降低設備成本；錐形溢流堰通過均勻分布從水夾套溢流而出的水，保證了錐形溢流堰內表面的濕潤度，從而保證從輻射機構下來的沒有凝固的飛灰不粘結錐形溢流堰表面，更進一步保證工程可靠度。4、本實用新型在輻射廢鍋、水冷壁或溢流堰不同高度的周向位置上均勻布置若干激冷噴頭，將激冷水以霧狀形式噴入炙熱煤氣和熔渣中，通過激冷水的迅速氣化，炙熱煤氣和熔渣溫度急劇降溫，達到安全凝結溫度以下，從而保證沒有凝固的飛灰安全凝固，不粘結設備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]以下結合附圖來對本實用新型進行詳細的描繪。然而應當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本實用新型，它們不應該理解成對本實用新型的限制。
[0013]圖1為本發明的整體結構示意圖；
[0014]圖2為本發明激冷機構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0016]如圖1所示，本發明包括一輻射機構100和一激冷機構200。
[0017]輻射機構100包括下渣管1、輻射廢鍋2、水冷壁3和保護夾套4。下渣管I設置于輻射廢鍋2的頂部，其上口與氣化爐(圖中未示出)連通，下口與輻射廢鍋2連通，以將氣化爐產生的炙熱煤氣和高溫熔渣導入輻射廢鍋2。輻射廢鍋2的下部開設有煤氣出口 11，輻射廢鍋2的底部為裝有冷卻水的碎渣池10。水冷壁3設置于輻射廢鍋2內，并由輻射廢鍋2的頂部延伸至中下部。保護夾套4為輻射廢鍋2內壁與水冷壁3之間形成的環形封閉套腔，保護夾套4的上部和下部(僅以此為例，并不限于此)設置有專用加入惰性氣體的加氣口12 和 13。
[0018]在工作時，由氣化爐產出的1300°C?1400°C炙熱煤氣和熔渣沿下渣管I導流入輻射廢鍋2的水冷壁3內。由于管徑變化，炙熱煤氣和高溫熔渣流速降低，并由于壓力和重力作用逐步減速并向下運行和擴散。在炙熱煤氣和熔渣下降過程中與水冷壁3發生第一次換熱(輻射換熱)，水冷壁3中冷介質得到加熱，并將熱量移出廢熱鍋爐2。同時，炙熱煤氣和高溫熔渣因為失去熱量而溫度降低，大部分熔渣因此凝固，并落入激冷機構200。
[0019]與此同時，不間斷的通過加氣口 12和13向保護夾套4中加入一定量的惰性氣體。加入的惰性氣體通過水冷壁3上的泄漏孔(圖中未表示)進入輻射廢鍋2內部與炙熱煤氣混合，利用惰性氣體換熱系數較小的原理，來隔絕水冷壁3和輻射廢鍋2筒體之間傳熱，從而使輻射廢鍋2筒體免受高溫輻射。
[0020]在一個優選的實施例中，水冷壁3采用單通道結構形式，從而可以規避雙通道水冷壁帶來的第二通道堵塞問題，煤種適應范圍更寬。同時由于采用單通道水冷壁，設備的加工難度以及工程造價大幅度降低，為工藝操作提供了便利條件。
[0021 ] 如圖1、圖2所示，激冷機構200設置于水冷壁3末端與碎渣池10上部之間的輻射廢鍋2中，其包括一錐形溢流堰5、若干激冷噴頭6、一水夾套7和一下降管8。若干激冷噴頭6均勻布置在錐形溢流堰5不同高度的周向位置上，錐形溢流堰5的底部與下降管8連接成一體，且下降管8的下半部伸入碎渣池10的水面以下。水夾套7為一漏斗狀的殼體結構，其下部設置有一加水口 9。水夾套7包圍在錐形溢流堰5和下降管8的上半部的外圍，且水夾套7的頂部外沿與輻射廢鍋2的內壁固定并密封連接，底部內沿與下降管8的上半部外壁固定并密封連接。
[0022]在工作時，從輻射機構100完成輻射換熱的高溫煤氣和熔渣進入激冷機構200的錐形溢流堰5，高溫煤氣和熔渣與激冷噴頭6噴出的霧狀水進行第二次換熱(直接換熱)，高溫煤氣和熔渣溫度得到大幅度降低，少部分未凝結的熔渣得到徹底凝固。經過兩次換熱降溫的煤氣通過錐形溢流堰5底部的下降管8進入碎渣池10的冷卻水中進行洗滌，去除煤氣中的大部分灰塵后從煤氣出口 11離開輻射廢鍋2進入下游工序。而凝固后的熔渣通過錐形溢流堰5收縮的下口匯集并一起掉入下降管8中，最終進入碎渣池10的冷卻水中徹底冷卻，并不定期排出熔渣和一部分冷卻水，以保持碎渣池11水位穩定。
[0023]與此同時，不斷的通過加水口 9向水夾套7內注入冷卻水，冷卻水從錐形溢流堰5頂部溢流而出，在其內表面形成一層水膜，以保證少部分未凝結的熔渣不粘結在錐形溢流堰5上。
[0024]在一個優選的實施例中，激冷噴頭6也可以均勻布置在其他部件不同高度的周向位置上，例如水冷壁3末端的輻射廢鍋2筒體或水冷壁3等位置
[0025]在一個優選的實施例中，可以在插入水面以下的下降管8上沿徑向在不同高度上開設若干個小孔，小孔的形狀可以為圓形、橢圓形、三角形或多邊形等。
[0026]在一個優選的實施例中，錐形溢流堰5頂部可以做成鋸齒狀，以起到均勻分布水流的作用。
[0027]上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
【權利要求】
1.一種半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置，其特征在于，該裝置包括: 一用來與炙熱煤氣和熔渣進行輻射換熱的輻射機構，以及 一用來對高溫煤氣和熔渣進行直接換熱和洗滌除塵的激冷機構； 其中，所述輻射機構包括下渣管、輻射廢鍋、水冷壁和保護夾套，所述下渣管設置于所述輻射廢鍋的頂部，其上口與氣化爐連通，下口與所述輻射廢鍋連通；所述輻射廢鍋的下部開設有煤氣出口，所述輻射廢鍋的底部為裝有冷卻水的碎渣池；所述水冷壁設置于所述輻射廢鍋內，并由所述輻射廢鍋的頂部延伸至中下部；所述保護夾套為所述輻射廢鍋內壁與所述水冷壁之間形成的環形封閉套腔，所述保護夾套上設置有若干惰性氣體的加氣口 ； 所述激冷機構設置于所述水冷壁末端與所述碎渣池上部之間的所述輻射廢鍋中，其包括溢流堰、若干激冷噴頭、水夾套和下降管；所述激冷噴頭均勻布置在所述輻射廢鍋、水冷壁或溢流堰不同高度的周向位置上；所述溢流堰的底部與所述下降管連接成一體，且所述下降管的下半部伸入所述碎渣池的水面以下；所述水夾套包圍在所述溢流堰和下降管的上半部的外圍，且所述水夾套的頂部外沿與所述輻射廢鍋的內壁固定并密封連接，底部內沿與所述下降管的上半部外壁固定并密封連接；所述水夾套上設置有一加水口。
2.如權利要求1所述的半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置，其特征在于，所述水冷壁采用單通道結構形式。
3.如權利要求1或2所述的半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置，其特征在于，所述溢流堰為一錐狀的殼體結構，所述水夾套為一漏斗狀的殼體結構。
4.如權利要求3所述的半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置，其特征在于，所述溢流堰頂部為鋸齒狀。
5.如權利要求1或2或4所述的半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置，其特征在于，在插入水面以下的所述下降管上沿徑向在不同高度上開設有若干個小孔。
6.如權利要求5所述的半輻射半激冷流程輻射廢鍋裝置，其特征在于，所述小孔的形狀為圓形、橢圓形、三角形或多邊形。
【文檔編號】C10J3/86GK203440327SQ201320455843
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月29日 優先權日:2013年7月29日
【發明者】何國鋒, 李發林, 尚慶雨, 王乃繼, 段清兵, 莫日根, 郭志新, 王國房, 趙立明, 梁興 申請人:煤炭科學研究總院